Une équipe de physiciens du Danemark, de Finlande et du Royaume-Uni, dirigée par le Dr Matti Herranen de l’Université de Copenhague, affirme que la courbure de l’espace-temps – en fait, la gravité – est ce qui a pu sauver l’Univers de l’effondrement immédiatement après le Big Bang.
Ce concept d’artiste montre ce à quoi l’Univers très ancien aurait pu ressembler. Crédit photo : NASA / JPL-Caltech / R. Hurt / SSC.
Certaines études antérieures ont suggéré que la production de particules de Higgs pendant l’expansion accélérée de l’Univers très ancien (période d’inflation) aurait dû conduire à une instabilité et à un effondrement. Les physiciens ont essayé de découvrir pourquoi cela ne s’est pas produit, ce qui a conduit à des hypothèses selon lesquelles il doit y avoir une nouvelle physique qui aidera à expliquer les origines de l’Univers et qui n’a pas encore été découverte.
Le Dr Herranen et ses collègues pensent cependant qu’il existe une explication plus simple.
Dans une nouvelle étude, publiée dans le journal Physical Review Lettersils décrivent comment la courbure de l’espace-temps a fourni la stabilité nécessaire à l’Univers pour survivre à l’expansion au cours de cette période précoce.
Ils ont étudié l’interaction entre les bosons de Higgs et la gravité, en tenant compte de la façon dont elle varierait avec l’énergie.
Les résultats montrent que même une petite interaction aurait été suffisante pour stabiliser l’Univers contre la désintégration.
“Le modèle standard de la physique des particules, que les scientifiques utilisent pour expliquer les particules élémentaires et leurs interactions, n’a jusqu’à présent pas apporté de réponse à la question de savoir pourquoi l’Univers ne s’est pas effondré après le Big Bang”, a déclaré le professeur Arttu Rajantie, de l’Imperial College de Londres, co-auteur de l’étude.
“Nos recherches portent sur le dernier paramètre inconnu du modèle standard – l’interaction entre la particule de Higgs et la gravité.”
Ce paramètre ne peut pas être mesuré dans les expériences d’accélérateurs de particules, mais il a un grand effet sur l’instabilité du Higgs pendant l’inflation. Même une valeur relativement faible est suffisante pour expliquer la survie de l’Univers sans aucune nouvelle physique !”.
Les physiciens prévoient de poursuivre leurs recherches en utilisant des observations cosmologiques pour examiner cette interaction plus en détail et expliquer quel effet elle aurait eu sur le développement de l’Univers primitif.
En particulier, ils utiliseront les données des missions actuelles et futures de l’ESA qui mesurent le rayonnement de fond cosmique et les ondes gravitationnelles.
“Notre objectif est de mesurer l’interaction entre la gravité et le champ de Higgs en utilisant les données cosmologiques”, a déclaré le professeur Rajantie.
“Si nous y parvenons, nous aurons fourni le dernier chiffre inconnu du modèle standard de la physique des particules et nous serons plus près de répondre aux questions fondamentales sur la façon dont nous sommes tous ici.”
